Ситуационные задачи по экологии

Наиболее значительная потеря озона регистрируется над Антарктидой, где его содержание в озоновом слое за последние 30 лет уменьшилось на 40 – 50%. Пространство, в пределах которого регистрируется заметное уменьшение концентрации озона, получило название “озоновой дыры”. В настоящее время “озоновая дыр” вышла за пределы континента и по размерам (10 млн. км2) превышает площадь США.

Меньшая по размерам “дыра” наблюдается и над Арктикой. Отмечается появление т.н. “блуждающих дыр” площадью от 10 до 100 тыс. км2 в других регионах, где потери озона достигают 20-40% от нормального уровня (около 0,06 мг/м3). Беспрецедентная аномалия озона, как по уровню его дефицита, так и по размерам затронутой территории, была отмечена в России над районами Восточной Сибири.

Крайне опасные для человека и многих животных последствия истощения озонового экрана -  увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз. Из-за уменьшения концентрации озона только на 1% происходит увеличение интенсивности Уф излучения у поверхности Земли на 15%. В свою очередь, это, согласно официальным данным ООН, приводит к появлению в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи, а также снижению иммунитета как у человека, так и у животных.

Помимо ухудшения здоровья, истощение озонового слоя способствует усилению “парникового эффекта”, снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей среды. Согласно Ю.В. Новикову (1998 г.), проникновение через “озоновые дыры” солнечных рентгено- и ультрафиолетовых лучей, энергия фотонов которых превышает энергию лучей видимого спектра в 50 – 100 раз, увеличивает число мощных лесных пожаров. В 1996 г. в России сгорело 2 млн. га.  лесов, в 2002 г. – более 1 млн. га.

  Основным антропогенным фактором, разрушающим озон, считают фреоны (хладоны), которые широко используются  как газы-носители (пропилленты) в различного рода аэрозольных баллончиках, холодильных установках и т.д.

Будучи чрезвычайно инертными, фреоны минуют тропосферу без изменений. Только в стратосфере они подвергаются фотохимическому разложению по радикальному механизму, например:

 hv                                                                                                 hv

    CFCl3                     CFCl2 + Cl      или    CF2Cl2                     CF2Cl +  Cl

 

Образовавшиеся активные атомы хлора включаются в циклический процесс разрушения озона:

 

Cl + O3           ClO + O2

 

ClO + O           Cl + O2

O3 + O             2O2

 

Фреоны способны находится в атмосфере, не разрушаясь 70 - 100 лет, поэтому они всегда достигают озонового слоя и разрушают его. При этом каждый атом хлора как катализатор способен разрушить до 100 тыс. атомов озона. До недавнего времени в мире производилось около 1,3 млн. тон озонирующих веществ. Около 35% производимого

объема приходилось на США, 40% - на страны Европы, 10-12% - Японию,7-10% - Россию.

Из других техногенных причин разрушения озонового слоя называют уничтожение лесов как основных поставщиков кислорода в атмосферу. Зарегистрировано также разрушение озона при ядерных взрывах в атмосфере, крупных пожарах и других явлениях, сопровождающихся поступлением в верхние слои атмосферы оксидов азота и некоторых углеводородов. Установлено также, что уничтожают озон полеты сверхзвуковых самолетов в стратосфере, запуски космических ракет. Только один запуск авиакосмической системы «Шатл» приводит к потерям 10 млн. тон озона. 300 таких запусков в год - и практически весь озон будет уничтожен. 

В последнее время ученые высказывают предположение о существенном вкладе природных явлений в процессы разрушения озона и возникновения «озоновых дыр». К таковым относятся, например,  11 - летние  циклы солнечной активности, выход озон разрушающих газов (водород, метан) из разломов земной коры, наличие своеобразных восходящих вихрей над Антарктидой, способствующих рассеиванию озона.

Вопросы:

1. О нарушении каких функций  живого вещества свидетельствует  появление   озоновых дыр?

2. Следствием нарушения человеком  каких круговоротов веществ является  появление  озоновых дыр и почему?

3. Как изменяется продуктивность  биосферы и видовое разнообразие при наличии озоновых дыр?

4. Свидетельствует ли появление  озоновых дыр о нарушении гомеостатических  механизмов биосферы?

 

Задача 8. В г. Алматы в декабре месяце на ТЭЦ-1 и 2 сжигается мазут и уголь. В атмосферном воздухе отмечаются шлейфы дыми и сажи, которые опускаются к земной поверхности. Над городом обнаружен сильный туман, отмечается температурная инверсия, отсутствие ветра. В атмосфере обнаружены высокие  концентрации взвешенной пыли (сажи)  - 1,5 мг/м3 (ПДК – 0,05), окиси углерода  - 5,4 мг/м3 (ПДК – 3,0), двуокиси серы – 0,5 мг/м3 (ПДК – 0,05), серная кислота – 0,15 (ПДК – 0,1). Классы опасности: пыль – 3, СО – 4, SO2 – 3, H2SO4 – 2.

Вопросы:

1. Определите тип смога.
2. Назовите загрязнители и их влияние на здоровье человека.
3. Какие источники загрязнения присутствуют?
4. Какое воздействие (типы) может оказывать смог на здоровье населения?
5. Рассчитайте интегральный показатель (комплекса токсических веществ) и определите степень их опасности для здоровья населения.
6. Какие необходимы гигиенические рекомендации по охране атмосферного воздуха?

 

Задача 9.  В г. Алматы в июле месяце стоит солнечная, жаркая и безветренная погода. Отмечаются инверсионное распределение температуры в атмосфере. Обмен воздушными массами резко снижается и происходит накопление в инверсионном слое атмосферы города вредных примесей (газов и твердых частиц). Наличие естественных преград (цепи гор и возвышенности), которые усугубляют процесс накопления вредных веществ, так как они препятствуют оттоку загрязненного воздуха (особенно на автотрассах с интенсивным движением). Отмечается сизая дымка (смог), снижена видимость, у людей першение в горле, раздражение слизистых глаз, носа. В приземных слоях атмосферы обнаружены высокие концентрации СО – 6,0мг/м3 (ПДК – 3,0), NO2 – 0,4 мг/м3 (ПДК – 0,04). Классы опасности: СО – 4, NO2 – 2.  

Вопросы:

1. Определите тип смога.
2. Назовите загрязнители и их влияние на здоровье человека.
3. Какие источники загрязнения присутствуют?
4. Какое типы воздействия оказывает смог на  организм населения?
5. Рассчитайте интегральный показатель (комплекса токсических веществ) и определите степень их опасности для здоровья  человека.
6. Какие необходимы гигиенические  мероприятия по охране атмосферного воздуха?

 

Задача 10. В районе цветной металлургии в радиусе 1,5-2,0 км. От свинцово-цинкового комбината и 0,5 км – ТЭЦ атмосфера загрязнена окисью углерода – 5,0 мг/м3 (ПДК – 3,0), двуокисью азота – 0,4 мг/м3 (ПДК – 0,04), свинцом – 0,004 мг/м3 (ПДК –0,0003). Относительная влажность воздуха составила 80-85%, безветрие. Население жалуется на першение вгорле, раздражение слизистых оболочек глаза, носа, зуд кожи. Классы опасности: СO – 4, Pb – 1, NO2 – 2.

Вопросы:

1. Какие загрязнители вызывают острое и хроническое действие?
2. Назовите загрязнители и их влияние на здоровье человека.
3. Какие источники загрязнения присутствуют?
4. Какие загрязнители вызывают специфическое и неспецифическое воздействие на организм человека (какие заболевания вызывают)?
5. Рассчитайте интегральный показатель (комплекса токсических веществ) и определите степень их опасности для здоровья  человека.
6. Какие необходимы гигиенические  мероприятия по охране атмосферного воздуха?

 

Задача 11. В г. Балхаше в радиусе 3-х км  от  медеплавильного завода и 1 км – ТЭЦ атмосфера загрязнена медью – 0,02 мг/м3 (ПДК–0,002), окисью углерода – 30,0 мг/м3 (ПДК–3,0), сернистым газом – 0,3 мг/м3  (ПДК–0,05), сероводородом – 0,016 мг/м3 (ПДК– 0,008), двуокисью азота – 0,08 мг/м3 (ПДК–0,04). Нселение жалуется на головные боли, расстроиства пищеварения, раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, глаз. Классы опасности: Cu – 2, CO – 4, SO2 – 3, NO2 – 2, H2S – 2.

Вопросы:

1. Какие источники загрязнения присутствуют?
2. Какие загрязнители вызывают острое и хроническое действие?
3. Назовите загрязнители и их влияние на здоровье человека.
4. Рассчитайте интегральный показатель (комплекса токсических веществ) и определите степень их опасности для здоровья  человека.
5. Какие необходимы гигиенические  мероприятия по охране атмосферного воздуха в данном регионе?

 

Задача 12. В регионах нефтегазодобычи (Западно-Казахстанская область), нефтеперерабатывающей промышленност (Шымкентский завод нефтеоргсинтеза) в радиусе 1-3 км  (особенно в период аварий) в атмосферном воздухе обнаруживаются концентрации сероводорода – 0,08 мг/м3 (ПДК-0,008), сернистогог газа – 0,1 мг/м3 (ПДК-0,05), окиси углерода – 1,0 мг/м3 (ПДК-3,0), двуокиси азота – 0,02 мг/м3 (ПДК-0,04), ванадия – 0,001 мг/м3 (ПДК-0,002). Население регионов в период аварийных залповых выбросов жалуется на специфический запах “тухлых яиц”, головокружение, раздражение слизистых глаз. Классы опасности: H2S – 2, SO2 – 3, CO – 4, NO2 – 2, V – 1.

Вопросы:

1. Какие источники загрязнения присутствуют?
2. Какие загрязнители вызывают острое и хроническое действие?
3. Назовите загрязнители и их влияние на здоровье человека.
4. Какие загрязнители вызывают специфическое и неспецифическое воздействие на организм человека (какие заболевания вызывают)?
5. Рассчитайте интегральный показатель (комплекса токсических веществ) и определите степень их опасности для здоровья  человека.
6. Какие необходимы гигиенические  мероприятия по охране атмосферного воздуха в данных регионах?

 

Задача 13. На территориях городов Караганды, Абая, Сарани складируются большие отвалы (териконы) пустой породы угольной промышленности. В результате самовозгорания отвалов в атмосферный воздух выделяется сернистый газ в концентрациях 0,1 мг/м3 (ПДК-0,05), сероводород – 0,01 мг/м3 (ПДК-0,008), окись углерода – 5,0 мг/м3 (ПДК-3,0), продукты смолистых веществ. Население жалуется на головные боли, ощущене запаза “тухлых яиц”. Классы опасности: SO2 – 3, H2S – 2, CO – 4.

Вопросы:

1. Какие источники загрязнения присутствуют?
2. Какие загрязнители вызывают острое и хроническое действие?
3. Назовите загрязнители и их влияние на здоровье человека.
4. Рассчитайте интегральный показатель (комплекса токсических веществ) и определите степень их опасности для здоровья   населения.
5. Какие необходимы гигиенические  мероприятия по охране атмосферного воздуха в данных регионах?

 

Задача 14. Высокая антропогенная нагрузка (выбросы в атмосферу, сточные воды) в регионе Восточного Казахстана обуславливает потенциальную опасность ухудшая условия водопользования населения. Промышленные и ливневые сточные воды свинцово-цинкового и титаномагниевого комбинатов поступают в реку Иртыш. Население для питьевых целей использует воду из скважин подрусловых (инфильтрационных) вод реки. Концентрации: бериллий – 0,0001 мг/л, мышьяк – 0,04 мг/л, свинец – 0,09 мг/л, кадмий – 0,002 мг/л, цинк – 1,5 мг/л. Классы опасности: Вi – 1;  Cd, Pb, As – 2; Zn – 3.

Вопросы:

1. Какие виды загрязнения воды присутствуют?
2. Какие основные источники загрязнения присутствуют?
3. Определите кратность превышения ПДК веществ
4. Определите интегральный показатель загрязнения воды по классам опасности.
5. Определите степень опасности загрязнения воды в соответствии с классификацией (приложение № 1, 2).
6. Какое влияние могут оказать на здоровье населения показатели загрязнения воды?
7. Какие необходимо провести гигиенические мероприятия?

 

Задача 15. Население пос. Тунгуш в регионе Карачагонакского газоконденсатного месторождения для питьевых целей использует грунтовые воды (шахтные колодцы, скважины). В регионе были произведены подземные ядерные взрывы с целью образования подземных полостей для закачки газов и отходов производства, что привело к сдвигу пластов и изменению качества воды. Выбросы газовых смесей (CO, NO2, SO2, H2S) в атмосферу в последствии оседают на почву. Изменяется также кислотность почвы, которая способствует миграции загрязняющих веществ (в том числе металлов – Pb, Cd, V, Fe) в подземные воды. Содержание свинца в питьевой воде – 0,04 мг/л, кадмия – 0,0002 мг/л, ванадия – 0,15 мг/л, железа – 1,5 мг/л, хлориды – 700 мг/л, сульфаты – 600 мг/л. Классы опасности: Pb, Cd – 2; V, Fe –3; Cl-, SO42- - 4.

Вопросы:

1. Какие виды загрязнения воды присутствуют?
2. Какие основные источники загрязнения присутствуют?
3. Определите кратность превышения ПДК веществ
4. Определите интегральный показатель загрязнения воды по классам опасности.
5. Определите степень опасности загрязнения воды в соответствии с классификацией (приложение № 1, 2).
6. Какое влияние могут оказать на здоровье населения показатели загрязнения воды?
7. Какие необходимо провести гигиенические мероприятия?

 

Задача 16. Сточные воды г. Зырьяновка (свинцового и мясокомбинатов, хозяйственно-бытовые) поступают в пруды-накопители и реку Березовка. В воде реки Березовка ниже сброса сточных вод определяются: ртуть – 0,0006 мг/л, (1 класс опасности); свинец – 0,06 мг/л, кадмий – 0,003 мг/л, цианиды – 0,5 мг/л (2 класс); цинк – 2,0 мг/л, медь – 1,5 мг/л    (3 класс); коли-индекс – 2 380 000, запах – 4 балла, БПК – 10 мг/л, растворенный кислород – 0,5-1,0 мг/л.

Заболеваемость взрослого населения (на 1000 насел) выше и ниже сброса стоков.

Нозологические формы	Выше сброса стоков		Ниже сброса стоков
	1990	1995	1990	1995
1. Болезни органов кровообращения	155	144,7	216,7	308
2. Острые инфекции верхних дыхательных  путей	164,7	300	165,3	310
3. Острые бронхиты	14,5	20,5	10,4	15,8
4. Пневмонии	12,3	18,7	10,7	11,2
5.Остеохондропатии	12,1	20	33,4	89,5
6. Болезни кожи и подкожной  клетчатки	16,8	4,6	67,9	130,9
7. Болезни желчного пузыря	16,4	12	21	35,2
8. Острые кишечные инфекции	160,4	170,8	250,1	320,8